机械原理课程设计螺母安装机完成.docx

机械原理课程设计说 明 书设计题目：螺母安装机院系：机械与运载工程学院专业班级：车辆工程1303班指导老师：张邦基小组成员：张正豪，张文影，陈嘉星，龙孝康，马智伟，吴跃境时间：2015年9月4日 目录1、 产品功能要求12、 设计要求说明 23、 执行机构选型 34、 执行机构的设计说明35、 运动循环图 66、 传动方案的设计77、 机构运动简图 88、 课程设计心得体会 99、 参考文献10 1产品功能要求：11课程设计题目： 螺母安装机1.2功能要求： 料筒里的螺母传送至刚好由输送带传递过来的螺栓的正上方， 此是传送机构停止运动，安装螺母的扳手向下运动，当扳手套住稳稳地套住螺母后，传送机构撤出返回原位置，扳手无停止向下运动把螺母拧入螺栓，直至拧紧配装零件达到要求为止，然后扳手返回原位，此时零件传送装置恰好回到原位，即完成一个螺母自动安装一个工作循环，以后每次均重复这种工作过程。工件输送带安装工件螺母运送机构构料筒气动扳手 132设计要求说明：2.1构成部件： 零件传送机构、螺母运送机构、螺母安装机构2.2运动要求：零件传送机构：利用单向碰快，送时顶工件，回退时让工件，中间运动无停歇，但在夹紧过程中有一短暂停歇螺母运送机构：扳手下移时套住螺母运送器上的螺母后，螺母运送器才开始退回，中间做短暂停留。螺母安装机构：拧螺母的扳手采用已有的气动扳手。扳手为定力矩扳手，拧紧自动打滑。设计时只需考虑扳手的上下动作。每分钟安装6个螺母，拧紧螺母时所需要的扭矩m=5n/m。3执行机构选型：3.1零件传送机构： 根据要求对工件推进器进行分析其做无间歇往复运动，但在夹紧过程中有短暂停歇，能够实现往复运动的机构有连杆机构、移动从动件凸轮机构、楔块机构、齿轮、齿条机构、螺旋机构以及各种组合机构。上述机构都可实现设定的部分功能但不能进行短暂停歇，所以我们采用了不完全齿轮-齿条机构，不仅能够完成给定的运动要求，而且此机构承载力大，传动精度较高，与其它传动相比，具有传递的功率大、速度范围广、效率高、工作可靠、寿命长、结构紧凑、能保证恒定传动比。3.2螺母运送机构： 根据要求对螺母推送器进行分析其做有间歇的往复运动。能够实现间歇移动的机构有连杆机构、齿轮机构、凸轮机构、棘轮机构、摩擦轮机构等及它们的组合机构。按不同的停歇方式有单侧停歇（步进机构）、单侧停歇、双侧停歇。螺母推送器选用双侧停歇机构。我们选用直动轮子凸轮机构，为了使螺母运送机构回程时滚子与凸轮不会分离，我们做一个弹簧让滚子被弹簧拉住沿凸轮外轮廓滚动。3.3螺母安装机构: 根据要求对夹紧扳手进行分析可以知道其做无间歇往复运动。能够实现往复运动的机构有：连杆机构、移动从动件凸轮机构、楔块机构、齿轮齿条机构、螺旋机构以及各种组合机构。上述机构都可实现设定的功能但个别机构结构复杂、构件繁多，造成设计周期延长，生产成本增加从结构简单，设计容易，生产成本的角度研究后选择曲柄-滑块组合机构，不仅能够完成给定的运动要求，而且此机构结构简单，设计简便，加工成本低。4执行机构的设计说明：4.1工件传送机构：已知工件间距为150mm，模数m=4，不完全齿轮齿数=12，完全齿轮齿数=30，上下齿条齿数均为16，齿顶高系数ha*=1，顶隙系数c*=0.25，按标准中心距安装，根据机械原理书籍中齿轮齿条画法及相应尺寸计算设计出此不完全齿轮-齿条机构。4.2螺母运送机构：已知安装m16的螺母，安装零件边长为24mm,运送螺母机构的进给量为90mm,选取90mm,基圆半径为110mm，凸轮最大位移为90mm,滚子半径为10mm,最大压力角为75，利用反转法作出凸轮尺寸。4.3螺母安装机构:由于螺母安装需要施加一定的力，已知安装零件尺寸为34mm,对心曲柄滑块曲柄的长度为零件传送装置位移的一半，取零件运送板长为50mm，曲柄长度为25mm，连杆长度为80mm,最小传动角为72。5运动循环图：由于工件输送，螺母输送，螺母安装三种运动的周期均为10s，因此以螺母安装机构（曲柄滑块机构）的周期为标准，将其曲柄转动一周分为12份，每份30度。再由曲柄长度25mm，连杆长度80mm依据作图法得出螺母安装机构位移线图。螺母输送机构（凸轮机构）位移线图由行程90mm与螺母安装机构位移线图综合得出，并依此绘制凸轮。工件输送机构（不完全齿轮机构），由前计算不完全齿数为2/5齿，行程150mm，周期为10s，因此得出上述位移线图。运动过程：三个机构位移线图如上，以曲柄转动角度为横轴，以各自行程为纵轴。一个工作周期开始时，三个机构同时向工作位置运动。工件输送机构最先在30度处将工件输送到工作位置，因为不完全齿轮的间隙停在工作位置等待工件夹紧，在62度时，螺母被输送到工作位置，这时螺母输送机构的凸轮进入20度的远休止区域，螺母输送器短暂的停止，等待扳手套住螺母。螺母被送到后，工件输送器在66度处返回，在82度处，扳手向下远动至18mm处，套住螺母。此时凸轮远休止结束，螺母被扳手固定在工作位置所以螺母输送器可以开始返回，扳手继续向下运动，两个机构互不接触，运动互不阻碍。到109度处，螺母安装机构向下运动了30mm，完全套住螺母，螺母运送机构也已经完全退出安装区域。螺母安装机构继续往下，安装扳手开始旋转拧装螺母直到180度处安装完成。三个机构各自进入返回运动并开始下一周期6传动方案的设计：常用的电动机有2800r/min、1400r/min、960r/min。这里选用960r/min的电动机作为原动件。螺母安装机要求每分钟安装十个螺母，所以工作机构转速为6r/min。电动机经过三次减速与曲柄滑块机构相连。减速机构有齿轮、蜗杆、轮系、带传动、链传动，我们选用带传动和齿轮传动进行减速。传动比计算：传动比： i总=n电/6=160 i带i齿1i齿2=i总齿轮齿数17 模数=2.55mm 单级传动比8 i带=8 i齿1=5 i齿2=4零件运送机构与螺母运送机构的轴异面垂直，利用一对锥齿轮连接，齿数比为1:1.7机构运动简图：8课程设计体会和建议: 在长期的生产实践和社会生活中，为了节省劳动，提高效率，人类不断改进所使用的工具从而创造和发明了机械与机械科学。然而在当今社会，机器进行生产的水平已成为衡量一个国家生产技术水平和现代化程度的标志之一，其中机械原理的设计扮演着很重要的角色。 机械原理课程设计是我们完成大学的全部基础课、技术基础课以及一部分专业课之后进行的。这是我们对之前所学课程的一次深入的综合性的总复习,也是一次理论联系实际的锻炼,因此,它在我们二年的大学生活中占有重要的地位。让我们对所学知识进行一次比较系统地复习，将所学知识运用于实践，培养了分析技能和解决实际问题的能力。通过机械原理课程设计，锻炼我的设计计算、数据处理、cad绘制、技术文件编写等综合工作能力及实际操作技能。另外，也让我初步掌握从事生产实践的步骤和方法，培养了正确和科学的设计思想和严谨的科学态度。就我个人而言，通过这次课程设计，我了解并认识了一般机器零件的生产工艺过程，巩固和加深已学过的技术基础课和专业课的知识，理论联系实际，对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为未来的工作进行了铺垫，并且为后续课程的学习打下夯实的基础